Сваи-оболочки — технические характеристики

ЖБ забивные сваи

ЖБ свая представляет собой опору длиной 2-4 метра, изготовленную из бетона с применением арматурного каркаса. Она имеет квадратное сечение и заострённый в виде пирамиды наконечник. Чтобы создать из них фундамент под дом, каждая свая забивается в грунт при помощи специальной техники. Далее на опорах устанавливаются оголовки, выполняется обвязка и начинается строительство.

Преимущества фундамента из железобетонных свай:

1. Фундамент обходится в 3 раза дешевле, чем монолитный.
2. Несущая способность одной сваи составляет до 10 тонн.
3. Срок службы качественного ЖБ свайного фундамента заявляется до 150 лет.
4. Опоры не подвержены пагубному влиянию кислых почв.
5. Благодаря забивной технологии каждая свая оказывается на очень уплотнённом грунте.
6. Фундамент не боится грунтовой влаги.
7. Монтаж свай под один дом может быть выполнен за 1-2 дня.
8. Надёжность, позволяющая строить на слабых нестабильных грунтах.
9. Возможность строительства на участках с небольшим уклоном.
10. Основание фундамента находится гораздо ниже уровня промерзания грунта.

Недостатки железобетонных забивных свай:

1. Существуют ограничения по применению на просадочных грунтах.
2. Фундамент невозможно обустроить без спецтехники.
3. Сваи из ЖБ стоят дороже, чем стальные винтовые.

Несмотря на имеющиеся недостатки, фундаменты на ЖБ сваях очень распространены. В первую очередь, благодаря финансовой выгоде по сравнению с монолитными основаниями. Также забивной фундамент ценится за возможность круглогодичного обустройства, огромную несущую способность и долговечность. Ещё такие сваи целесообразно применять на проблемных участках, где верхние слои почвы не слишком надёжные, либо имеются перепады уровня.

Где применяются и на каких грунтах

Специфика забивных свай заключается в том, что они позволяют максимально контролировать несущую способность каждой отдельной сваи, входящей в состав фундамента. Однако для каждого типа грунта следует применять разный вид свай. Так, при строительстве на песчаном грунте со средней плотностью, на суглинках и пластичных супесях рекомендуется использовать призматичные сваи, у которых отсутствует поперечное армирование. Их изготавливают с продольной стержневой арматурой повышенной прочности.

На фундаменте из призматичных свай можно выстроить здание любого типа. Но при этом сваи такого вида запрещается использовать при строительстве гидротехнических сооружений. Для таких случаев больше подходят элементы с усиленной арматурой. А вот для глинистых грунтов строители рекомендуют применять сваи с поперечным армированием. Они стоят дороже, но зато способны выдержать значительную нагрузку при контакте с каменистыми вкраплениями в грунте.

Сфера использования

Как уже можно догадаться, сфера применения забивных свай – это обустройство фундаментов под дома и другие сооружения. Они широко востребованы не только в малоэтажном строительстве, но и в масштабных строительных проектах. Забивные железобетонные сваи используют для создания оснований для:

• домов одно- и многэтажных, которые выстраиваются из кирпича, дерева, газосиликата, бруса или пенобетона;
• сооружений инженерно-транспортного типа – это различные эстакады и мосты;
• гидротехнических сооружений типа причалов, пирсов, водозаборников, гидроэлектростанций;
• сооружений промышленного и сельскохозяйственного назначения – различных складов, ангаров и так далее.

Часто применяют забивные железобетонные сваи для реконструкции и укрепления уже выстроенных свайных фундаментов. Для этого сваи погружаются либо рядом с опорными столбами, либо выносятся за контур свайного поля. Это позволяет существенно уменьшить нагрузку на уже существующее основание, распределив ее более равномерно.

Кроме того, забивные сваи – это альтернативное решение и для тех случаев, когда требуется произвести укрепление насыпного грунта при строительстве автомобильных и железнодорожных дорог, проблемных участков рельефа, которые склонны к обвалам.

Как производится наращивание свай-оболочек?

Цельная свая-оболочка обычно имеет длину до 12 м. Поэтому нередки случаи, когда требуется нарастить сваи для достижения ими требуемого размера. Выполняться такое наращивание может двумя способами, каждый из которых успешно применяется на практике.

Рассмотрим оба способа:

• Наращивание сваи производится по мере того, как погружается на определенную глубину одна из ее частей. После наращивания первой части, таким же способом заглубляется вторая свая. Так происходит столько раз, сколько потребуется. Наиболее популярный способ соединения двух свай-оболочек представляет собой фланцевое соединение. На концах соседних свай крепятся металлические фланцы, имеющие отверстия для болтового соединения. Такой вид крепления является достаточно надежным и быстрым. Кроме того, обеспечивается высокая точность соответствия осей двух свай.
• Свая-оболочка наращивается заблаговременно, до начала погружения. Рассчитывается заданная глубина, а затем, по требуемым размерам, изготавливается монолитная конструкция. Между собой отдельные участки конструкции соединяются сварным швом. Поскольку работа требует точности, ее производят на специальных стендах. Все места сварочных стыков должны быть надежно изолированы. Обычно это обеспечивается промазкой таких мест битумной или полимерной мастикой. Такой способ менее затратный в плане расхода материалов.

Железобетонные сваи

Этот вид фундаментов самый распространенный. Железобетонные столбы бывают монолитными и сборными. Делают их различной формы (квадратной, прямоугольной и др.). Размеры поперечного сечения могут быть от 22 см до 42 см, в зависимости от необходимой нагрузки на основание. Посмотрите видео, как устанавливают железобетонные сваи.

Для достижения нужных прочностных характеристик монолитный железобетонный столб обязательно армируют как в продольном, так и в поперечном направлении. В продольном направлении используют арматуру диаметром от 11 мм. При армировании поперек столба применяют проволоку диаметром 6мм и более. Ближе к концам свай шаг проволоки должен быть равным 60 мм, по центру 120 мм, а между этими точками можно увеличить расстояние до 220 мм. В продольном направлении концы арматуры собирают в пучок и заключают их в обойму. При усилении сваи применяют обычную и предварительно напряженную арматуру.

Диаметр арматуры, марку бетона, размеры поперечного сечения и глубину погружения сваи необходимо определять по расчету для каждого здания и сооружения отдельно. Территория строительства и характеристики грунтов являются важными критериями для выбора типа железобетонного столба.

Какой фундамент лучше: выбираем вместе Как выбрать и использовать набивные сваи Фундамент щитовой дома на винтовых сваях своими руками Диаметры буровых свай при расчете нагрузки

Где используются

Квадратные сваи сечением 30*30 см – основной вид свай в жилищном и промышленном строительстве. Такие изделия применяются для монтажа фундаментов многоэтажных и малоэтажных сооружений на всех видах грунтов.

Рис.1.6: Деревянное здание с фундаментом из ЖБ свай 30*30 см. на воде

Квадратные сваи позволяют строить здания на следующих видах почвы:

• Илистой;
• Заболоченной;
• Торфяниках;
• Искусственных насыпях;
• Почве, склонной к горизонтальным сдвигам;
• Пучинистой почве;
• В регионах с повышенной сеймической активностью.

Вышеуказанные типы почвы представлены поверхностными пластами грунта, толщина которых может составлять от 2 до 10 м. При использовании ЖБ свай нагрузка, передающаяся от массы сооружения, переносится на глубинный шар почвы, который имеет достаточную плотностью и несущую способность.

Рис. 1.7: Свайное поле под многоэтажное здание

Сфера применения свай сечения 30*30 см. с внутренней полостью аналогична цельным сваям, однако они могут использоваться лишь в регионах с сейсмичностью не выше 6 баллов.

Составные опоры 30*30 см. применяются при строительстве фундаментов на территориях с большой толщиной поверхностного неустойчивого пласта почва, для вскрытия которого недостаточно длины сплошных конструкций.

Несущая способность буронабивной сваи – таблица характеристик грунта

Как видно из этих формул, многое зависит от сопротивления грунта. Буронабивные фундаменты устраивают на осадочных породах – песках, глинах и т.д. Приведем значения сопротивлений для разных пород.

Сопротивление по основанию:

• глины – от 24 тонны на метр квадратный (мягкопластичные сильнопористые) до 90 (твердые малопористые);
• суглинки – от 21 до 47;
• супеси – от 33 до 47;
• пески пылеватые среднеплотные – от 20 (влажные) до 30 (маловлажные);
• пылеватые плотные – 30-40;
• мелкозернистые – 25-30 и 37-45 соответственно;
• средние – 40 и 55;
• крупнозернистые – 50 и 70;
• гравий – 45-75 (в зависимости от минерального состава);
• щебень с песком – 90.

Боковое сопротивление зависит от глубины залегания слоя. Например, для глин на глубине полметра оно варьируется от 2,8 (твердые глины) до 3 (мягкие), а на глубине 3 метра – 0,8-4,8.

Технические особенности свай на 30

Сваи квадратного сечения 30*30 см. изготавливаются из бетона марок М200 и М300, их длина варьируется в пределах от 3 до 12 метров (для конструкций с ненапряженным армированием) и 3-15 м. для свай с предварительно напряженным армокаркасом.

Армирование свай выполняется четырьмя стержнями рифленой либо гладкой арматуры класса А1, А2 либо А3. Минимальный диаметр арматуры – 12 мм. Производятся сваи с продольным и пространственным армокаркасом, в последнем варианте армирование включает поперечные перемычки, которыми соединены продольные прутья арматуры.

Рис. 1.3: Сплошные сваи 30*30 см

Все виды свай 30*30 см. – сплошные, полые и составные, укрепляются 3-5 слоями арматурной сетки, установленной в верхней части ствола конструкции, которая воспринимает удары молота в процессе погружения. Также используется дополнительное укрепление острия сваи, оно выполняется с помощью стальной обоймы либо конусной стальной сетки, приваренной к арматурному каркасу на нижнем торце сваи.

Сваи сечением 30*30 см. с круглой полостью изготавливаются длиной от 3 до 8 метров. Для их производства используется бетон М200 либо М300. Минимальная толщина стенок свай, изготовленных из бетона М200 составляет 6-6.5 см, из М300 – 4-4.5 см.

Для армирования таких свай используется продольный армокаркас. Их производство сопровождается значительной экономией расходных материалов, в сравнении с цельными сваями – бетона требуется меньше на 25%, арматуры – на 50%.

Длина свай 30*30 см. составного типа может доходить до 24 метров. Они состоят из двух секций, максимальный размер каждой – 12 м. Существует множество способов соединения составных свай, однако на практике наибольшее распространение получили изделия со сварным стыком – где на торцах секций закрепляются стальные пластины, которые при погружении свариваются друг с другом электродуговой сваркой, и сваи со стаканным стыком, в котором закладной стакан верхней секции входит в стакан нижней части сваи, обладающий большим диаметром.